En anpassad hydraulcylinder måste göra mer än att passa in i en maskin. Den måste producera tillräckligt med kraft, röra sig genom hela arbetsområdet, hantera trycktoppar och förbli justerad under belastning. Om en del av specifikationen är felaktig kan cylindern läcka, böja sig, slitas för snabbt eller misslyckas med att röra belastningen.

Därför är en tydlig specifikation det första steget mot en tillförlitlig cylinder. Den hjälper också tillverkaren av anpassade hydraulcylinders att välja rätt cylinderrör, stång, tätningar, portar och monteringsdelar.

Denna guide förklarar de viktigaste punkterna du behöver definiera innan du beställer en anpassad eller OEM-hydraulcylinder.

Börja med applikationen

Innan du väljer cylinderdiameter eller strök, beskriv vad cylindern måste göra. En leverantör behöver förstå maskinen, inte bara cylinderns dimensioner.

Börja med dessa frågor:

· Vad ska cylindern lyfta, trycka, dra, klamra, vinka eller styra?

· Vad är den normala belastningen?

· Vad är den högsta möjliga belastningen?

· Kommer belastningen att ändras under rörelse?

· Hur snabbt ska cylindern utvidga och återdra sig?

· Hur många cykler kommer den att slutföra per timme?

· Kommer den att utsättas för stötar, vibrationer, damm, salt, vatten eller hög värme?

· Används cylindern inomhus eller utomhus?

· Hur mycket utrymme finns tillgängligt när cylindern är öppen och stängd?

Till exempel har en cylinder som används på en hydraulpress olika behov än en som används på en mobil kran. Pressen kan behöva en styv flänsmontering och långsam, kontrollerad kraft. Å andra sidan kan en kran behöva en växelmontering som följer bommens rörelse.

En tydlig applikationsbeskrivning gör att tillverkaren kan bygga en hydraulcylinderdesign runt verkliga arbetsförhållanden.

Beräkna den erforderliga cylinderdiametern

Cylinderdiametern är cylinderrörens insidediameter. Den styr pistonsytan och därmed den kraft cylindern kan producera.

Den grundläggande formeln är:

Kraft = Tryck × Pistonsyta

För utvidgande kraft använder du hela pistonsytan. För återdragningskraft subtraherar du stångytan eftersom stången tar upp en del av arbetsytan.

Men den teoretiska kraften är inte densamma som den kraft som är tillgänglig vid maskinen. Friktion, tryckförlust, tätningsmotstånd och ändrande belastningsvinklar kan minska det slutliga utaget. Därför inkludera en lämplig designmarginal.

Som ett enkelt exempel, antag att en maskin behöver 100 kN tryckkraft och arbetstrycket är 20 MPa. Den teoretiska pistonsytan är:

100 000 N ÷ 20 000 000 Pa = 0,005 m²

Detta motsvarar en diameter på cirka 80 mm. Men en 80 mm diameter lämnar lite utrymme för tryckförlust eller tillagd belastning. Därför kan den slutliga designen använda en större standarddiameter efter att tillverkaren har kontrollerat hela systemet.

En tunga hydraulcylinder behöver ofta en bredare säkerhetsmarginal eftersom den kan utsättas för stötsbelastningar, ojämnt mark och plötsliga tryckförändringar.

När du specificerar diameteren, ange:

· Krävd utvidgande kraft

· Krävd återdragningskraft

· Normalt arbetstryck

· Maximalt systemtryck

· Förväntad tryckförlust

· Önskad säkerhetsmarginal

Välj inte en diameter baserad enbart på pumpens nominella tryck. Använd istället det tryck som når cylindern under normalt arbete.

Definiera rätt ströklängd

Strök är avståndet stången rör sig från den helt stängda positionen till den helt öppna positionen. Den ska täcka hela arbetsresan utan att tvinga cylindern mot sina interna ändstoppar.

Först, mät den erforderliga rörelsen vid cylinderanslutningspunkterna. Använd inte resan för skopa, plattform, blad eller maskinarmsresan som cylinderströk. Länkar kan ändra resförhållandet.

Sedan, kontrollera båda installationsdimensionerna:

· Återdragningslängd, ofta kallad stängd längd

· Utvidgad längd, ofta kallad öppen längd

Utrymme blir viktigare när du specificerar en långströks hydraulcylinder. När ströken ökar blir stången mer benägen att böja sig eller buckla under en tryckbelastning. Långa cylindrar kan också behöva mer guide stöd.

Möjliga lösningar inkluderar:

· En större stångdiameter

· Ett stopprör för att öka lageravståndet

· Starkare stång- och cylinderrörsmaterial

· En annan monteringsposition

· Externa guider för den rörliga belastningen

· En teleskopisk design när stängt utrymme är begränsat

Cylindern ska röra belastningen, men den ska inte fungera som maskinens huvudsakliga guide rail. Externa guider bör kontrollera sidorörelse när det är möjligt.

Välj arbetstryck och testtryck

Arbetstryck är det tryck cylindern hanterar under normal användning. Maximalt tryck är det högsta kortsiktiga tryck som kan uppstå. Testtryck används under inspektion för att bekräfta styrkan och tätningen av den färdiga cylindern.

Dessa värden bör inte behandlas som samma nummer.

För varje projekt, ange:

· Normalt arbetstryck

· Topptryck

· Inställning av hydraulisk säkerhetsventil

· Förväntade tryckspikar

· Krävt testtryck

· Cykelhastighet och driftstid

Trycktoppar kan uppstå när en belastning stoppar snabbt, ett ventil stänger eller en maskin träffar ett hinder. Även om dessa toppar kan vara bara kortvariga, kan de skada tätningar, portar, svetsar och cylinderanslutningar.

Shellppons SB-Y1 cylinderutbud, till exempel, stödjer arbetstryck från 16 till 25 MPa med anpassade diameter, strök och monteringsalternativ. För högre belastningar har Shellppon också levererat 35 MPa cylindrar för ett större hamnliftprojekt.

Det rätta tryckvärdet måste täcka både stabilt arbete och kortsiktiga stötar. Därför diskutera hela hydraulcirkviten med tillverkaren istället för att bara ge pumptrycket.

Ställ storleken på stången för belastning och stabilitet

Stången överför kraft från stemplet till maskinen. Dess diameter påverkar återdragningskraft, styrka, bucklingsmotstånd och tätningslivslängd.

En stång under spänning är huvudsakligen begränsad av materialstyrka. Men en stång under kompression kan buckla innan materialet når sin fulla styrka. Detta risk ökar med:

· Längre strök

· Mindre stångdiameter

· Högre tryckkraft

· Växelmontering

· Dålig justering

· Sidorbelastning

· Långt avstånd mellan stödpunkter

Av denna anledning behöver en långströks hydraulcylinder ofta en större stång än en kort cylinder med samma diameter och tryck.

Stångytan är också viktig. Hårdkrombeläggning används brett eftersom den ger en jämn, slitagebeständig yta för stångtätningen. Men marina, gruv- och kemiska applikationer kan behöva tillagd korrosionsskydd eller rostfritt stål.

Be tillverkaren att kontrollera stångbuckling, lagerbelastning, ytfinish, hårdhet och korrosionsmotstånd som en del av hydraulcylinderdesignen.

Välj rätt monteringsstil

Cylindermontering styr hur kraften passerar in i maskinramen. Fel montering kan skapa sidorbelastning, böja stången eller placera stress på cylinderrör.

Vanliga monteringsalternativ inkluderar:

· Flänsmontering: Lämplig för pressar och fasta maskiner med raka axiella belastningar.

· Fotmontering: Ger styv stöd för industriutrustning och hydrauliska kraftenheter.

· Klevismontering: Tillåter att cylindern växlar när maskinlänken rör sig.

· Trunnionmontering: Stödjer tunga växelbelastningar runt en fast punkt.

· Centerskruvmontering: Tillåter rörelse runt mitten av cylinderkroppen.

· Sfärisk lager